使用智能手機(jī)和傳感器來改善醫(yī)療保健和個人健康的想法已經(jīng)席卷了整個行業(yè)。Fitbit Surge和 Garmin VivoacTIve等可穿戴運(yùn)動監(jiān)測設(shè)備已證明受到消費(fèi)者的歡迎，越來越多的醫(yī)生和醫(yī)院正在轉(zhuǎn)向遠(yuǎn)程監(jiān)測設(shè)備,，以便為患者提供更好的護(hù)理。

　　就運(yùn)動監(jiān)測設(shè)備而言,，可穿戴設(shè)備使用的傳感器與當(dāng)今智能手機(jī)中的許多傳感器相同：GPS、加速度計,、磁力計和陀螺儀,，甚至是壓力傳感器。雖然這兩種設(shè)備都使用相似的傳感器,，但傳感器融合——傳感器輸出與軟件的結(jié)合,，可提供比單個傳感器所能提供的更好的信息——這就是差異化因素,。例如，在智能手機(jī)的情況下,，應(yīng)用程序可能會使用傳感器輸出來提供有關(guān)如何在商場內(nèi)找到路的方向,。借助運(yùn)動監(jiān)測設(shè)備，軟件可以確定您的運(yùn)動方式,，以及該運(yùn)動在卡路里消耗方面的意義,。

　　正如 PNI Sensors的創(chuàng)始人、董事會主席,、首席執(zhí)行官兼首席技術(shù)官 George Hsu 所看到的那樣,，這些應(yīng)用程序的關(guān)鍵在于正確使用算法，這意味著不僅要準(zhǔn)確地組合傳感器輸出,，還要也非常有效地做到這一點,。需要效率,，以便計算結(jié)果所花費(fèi)的時間不會消耗大量電力,，這對于便攜式消費(fèi)電子產(chǎn)品來說是一種詛咒。

　　甚至一些目前流行的可穿戴設(shè)備還沒有做好,。PNI Sensors 使用兩個流行的健康/運(yùn)動監(jiān)測器計算步數(shù)并確定卡路里消耗的實驗結(jié)果顯示,，它們在測量步數(shù)、行走距離和消耗的總卡路里方面存在顯著差異（表 1）,。造成這種差異的部分原因是兩個設(shè)備只使用一個加速度計來確定步數(shù),。這種類型的設(shè)計雖然便宜，但容易出現(xiàn)錯誤讀數(shù),。盡管如此,，本質(zhì)上是算法決定了數(shù)據(jù)的捕獲方式，而智能算法可以實現(xiàn)更高的準(zhǔn)確性,。

　　表 1：由 PNI 傳感器測量的兩個僅基于加速度計的計步器的性能比較,。

　　該實驗強(qiáng)調(diào)了設(shè)計人員正確使用算法以實現(xiàn)準(zhǔn)確性能的重要性。PNI 實際上開發(fā)了一種僅加速度計的計步算法,，該算法通過對閾值交叉特征應(yīng)用生物力學(xué)和基于啟發(fā)式的過濾來優(yōu)化功率和性能,，在 4 深度步進(jìn)緩沖區(qū)中提取，以準(zhǔn)確識別錯誤或丟失的步驟,。他們的加速度計算法準(zhǔn)確率超過 98%,，但消耗的電流不到 60 ?A。

　　獲得正確的算法意味著其設(shè)計人員必須非常熟悉應(yīng)用程序,，深入了解其變量,，這樣他們才能創(chuàng)建能夠按照消費(fèi)者期望的方式執(zhí)行的設(shè)計。而且,，Hsu 指出,，“當(dāng)您添加更多傳感器時,，電源起著關(guān)鍵作用?！?設(shè)計人員必須確定您需要始終查看哪些數(shù)據(jù),，可以打開和關(guān)閉哪些傳感器，以及應(yīng)該在傳感器上完成多少處理以及系統(tǒng)處理器應(yīng)該完成多少處理,。權(quán)衡是高效,、準(zhǔn)確性能的關(guān)鍵。

　　為了讓工程師在設(shè)計多傳感器項目時不必“重新發(fā)明輪子”,，飛思卡爾半導(dǎo)體已將其整個傳感器融合庫開源,。飛思卡爾與 MEMS 工業(yè)集團(tuán) 合作組建了加速創(chuàng)新社區(qū) （AIC），以鼓勵和促進(jìn)傳感器融合和分析算法的共享和采用,，并通過貢獻(xiàn)其傳感器融合庫,、文檔來推動這項工作，以及基于 Windows 和 Android 的可視化工具的源文件,。Analog Devices和 PNI 等也加入了他們的行列,。

　　身體的聲音

　　談?wù)撫t(yī)療設(shè)備時通常不考慮的一種傳感器是麥克風(fēng)。然而,，在緊急情況下,，清楚了解患者的能力是關(guān)鍵。此外,，聲音信息還可以幫助診斷,；否則醫(yī)生為什么總是手邊有聽診器？

　　麥克風(fēng)技術(shù)的改進(jìn)使這些設(shè)備更適用于健康應(yīng)用,。Vesper 最近推出了一款壓電 MEMS 麥克風(fēng) VM101,，該麥克風(fēng)可實現(xiàn) 68 dB 的典型信噪比 （SNR），這是所有市售 MEMS 中最高的聲學(xué)性能基準(zhǔn)麥克風(fēng) — 提高音頻捕獲的質(zhì)量和清晰度,。

　　但麥克風(fēng)還有其他一些屬性,，推薦它用于健康可穿戴設(shè)備。除了聲學(xué)性能之外,，VM101 還具有防水,、防震、防塵和防顆粒等特性,，這些特性對于那些經(jīng)受運(yùn)動/健康可穿戴設(shè)備通常經(jīng)歷的耐用型使用類型的產(chǎn)品極具吸引力,。對于面臨產(chǎn)品潛在可靠性問題的制造商，Vesper 首席執(zhí)行官 Matt Crowley 指出：“您實際上可以將 VM101 放入波士頓港[注：Vesper 總部位于馬薩諸塞州波士頓,。Ed.] 或者把它埋在沙灘上的沙子里,，它仍然可以正常工作?！?/p>

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